横梁拉深成形工艺优化及影响因素分析
汽车横梁拉深成形的有限元分析
拉深加工的质量缺陷分析及对策
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图１ 压边 圈不平所 产生的制件缺 陷
圈
一处
图３ 凸模中心线与凹模平面不垂直时所产生的制件缺陷
对策 ：检查 凸 凹模轴 心 线 是 否 由于长 期振 动 而 不 重 合 ，压 边 圈螺 钉是 否 长短 不 一 ，凹模 几 何形 状
２ ． 拉深件 表面 出现起皱 、裂纹或破裂现象
圆筒 件 边 缘 褶 皱 （ 见 图４ ） 。原 因分 析 ：凹 模 圆角半 径 太大 ，在拉 深 过程 的 末 阶段 ，脱离 了压边 圈 ，但 尚未超 过 凹模 圆角 材料 ，压边 圈压不 到 ，起
皱 后被 继 续拉 入 凹模 ，形 成边 缘 褶皱 。对 策 ：减 小
半 径 ，使 之 保持 均 匀 。 （ ３ ）制 件 侧 壁 高 低 不 一 ，薄 厚 不 一 。原 因分 析 ：模具 定 位部 分 产 生偏 差 或板 料 定 位板 的 中心 与
凹模 中 心不 重 合 。对 策 ：检 查 凸凹模 中心 线 是 否共
凹模 圆角半 径 或采 用 弧形 压边 固。
部位 即凹模的圆角部位 。 原 因分析 ：在 拉深 中 ，凹模 圆角部位压 力很
图５ 工件壁部拉 毛
大 ，因而 滑 动面 的摩 擦 阻 力很 大 ，会产 生 可能 达 到
（ ２ ）检查 凸凹模是否 存在间隙不均匀 ，或研
配不 好 、导 向不 良等 问 题造 成 局 部 压料 力增 高 ，使 侧 面 产 生局 部 接 触 划 痕 或变 薄 性 质 的擦 伤 。对 策 ： 调 整 凸 凹模 间 隙使 其 均 匀 ，保 证 凸凹模 工作 部 位 的 研 配 质量 ，保证 凸 凹模 工 作表 面 低 的表 面 粗 糙 度 值 和 尺 寸 的一 致 性 。
拉深件常见质量问题及预防措施
拉深件常见质量问题及预防措施摘要：拉深作为一种重要的金属加工技术，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，拉深件生产过程中常常伴随着一系列质量问题，如裂纹与变形、表面瑕疵与氧化、尺寸偏差等，这些问题直接影响产品的质量和可靠性。
本论文通过深入分析这些常见质量问题的成因，探讨了相应的预防措施，旨在为生产企业提供有效的解决方案。
关键词：拉伸件；质量问题；预防措施；工艺前言：拉深技术作为一种广泛应用于金属加工的方法，在现代工业中发挥着重要作用。
然而，随着市场对产品质量要求的不断提高，拉深件生产过程中的质量问题日益凸显。
本文旨在深入探讨拉深件常见质量问题的成因及其预防措施，以促进拉深工艺的优化和产品质量的提升。
通过对裂纹与变形、表面瑕疵与氧化、尺寸偏差等问题的分析，本文将为读者提供在拉深件生产中解决质量问题的实用建议。
1拉深件常见质量问题1.1 拉深中的裂纹与变形问题拉深作为一种常见的金属加工方法，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，在拉深过程中，常常会出现一些质量问题，如裂纹与变形问题，严重影响了产品的质量和生产效率。
裂纹是拉深过程中常见的一种质量问题，其成因复杂多样。
主要包括以下几个方面：1）材料性质：材料的硬度、韧性、冷脆转变温度等直接影响了裂纹的形成。
脆性材料容易在拉深过程中发生裂纹。
2）工艺参数：拉深的深度、速度、温度等工艺参数的选择与控制，直接关系到裂纹问题的产生。
过大的应变速率或温度变化过快都可能引发裂纹。
3）模具设计：模具的设计不合理，如过于尖锐的转角、不均匀的应变分布等，容易造成应力集中，从而导致裂纹的出现。
4）材料准备：材料的油污、氧化层等会影响拉深过程中的摩擦与应力分布，进而促使裂纹的形成。
拉深过程中的变形问题也是一个重要的质量挑战，材料的弹性模量、塑性变形能力等直接影响了变形的程度。
材料越脆性，变形越容易导致失真，并且不均匀的应变分布会引发不均匀的变形，从而造成拉深件的形状不准确。
此外，模具刚度不足会导致变形过大，模具变形甚至破坏，进而影响拉深件的准确性，拉深过程中的温度、压力等工艺参数的控制不当，都会导致不良的变形。
拉深各工艺的缺陷
拉深各工艺的缺陷
不同工艺在生产过程中都可能存在一些缺陷，以下是几种常见的工艺缺陷：
1. 焊接缺陷：在焊接过程中可能出现的缺陷包括焊接强度不足、焊接接头不牢固、焊接接头气孔等，这些缺陷会导致焊接件的质量下降，甚至影响到焊接结构的安全性。
2. 铸造缺陷：在铸造过程中可能出现气孔、夹渣、砂眼、缩孔等缺陷，这些缺陷会导致铸件的内在质量不合格，可能会引起铸件的破裂、变形等问题。
3. 锻造缺陷：在锻造过程中可能出现表面裂纹、内部裂纹、夹杂物等缺陷，这些缺陷会导致锻件的强度、韧性下降，甚至引起锻件的破损。
4. 喷涂缺陷：在喷涂过程中可能出现涂层厚度不均匀、涂层与基材结合不牢固等缺陷，导致喷涂件的防腐、耐磨性能下降。
5. 切削加工缺陷：在切削加工过程中可能出现刀具磨损、切削力过大、表面粗糙度不符合要求等缺陷，导致零件的加工精度和表面质量下降。
6. 粉末冶金缺陷：在粉末冶金过程中可能出现孔隙、裂纹、异物等缺陷，导致制品的密度、机械性能下降。
这些缺陷可能由不同的原因引起，例如材料质量不好、工艺参数调整不当、设备故障等，因此在生产过程中需要严格控制各个环节，以减少缺陷的产生。
拉深工艺及拉深模具的设计
拉深工艺及拉深模具的设计拉深工艺是一种常见的金属加工方法，用于将平面金属材料加工成具有凹凸形状的器件或零件。
它通常涉及到将金属板材通过拉伸的方式使其变形，以达到所需的形状和尺寸。
而拉深模具则是用于支撑和引导金属板材在拉深过程中发生变形的工具。
拉深工艺的设计需要考虑多个因素，包括材料的性质、板材的厚度和尺寸、拉深的形状和深度等。
首先，根据所需拉深的形状设计模具的结构和形状，并确定所需的深度和尺寸。
其次，需要选择合适的材料和工艺参数，以确保金属材料在拉深过程中能够保持良好的塑性变形能力，并且不会发生过度拉伸、断裂或破裂。
此外，还需要考虑到加工效率和成本等因素，以优化拉深工艺的设计。
拉深模具的设计是实现拉深工艺的关键。
它通常由多个部分组成，包括上模板、下模板、导柱、导套、导向装置、弹簧等。
上模板和下模板是用于支撑金属板材并施加压力的主要部分，它们的形状和结构决定了拉深的形状和深度。
导柱和导套用于引导上模板的移动，以确保拉深的精度和稳定性。
导向装置用于确保上模板和下模板的对位精度，避免偏移和倾斜。
而弹簧则用于提供足够的弹性力，以使上模板在拉深过程中能够平稳地移动。
在拉深模具的设计过程中，需要考虑到多个因素。
首先，需要进行模具的结构和形状设计，确保其能够满足所需拉深的形状和深度。
其次，需要选择合适的材料，以确保模具具有足够的强度和硬度。
同时，还需要进行模具的冷却设计，以提高模具的寿命和加工效率。
此外，需要进行模具的装配和调试，确保其能够正常使用并满足要求的加工精度和质量。
总之，拉深工艺及拉深模具的设计需要考虑到多个因素，包括材料的性质、工艺参数、加工效率和成本等。
通过合理的设计和优化可以实现高效、精确和稳定的拉深加工。
精选拉深变形过程及拉深工艺
（2）材料流过凹模圆角半径产生弯曲变形的阻力 可根据弯曲时内力和外力所作功相等的条件按下式计算： （3）材料流过凹模圆角后又被拉直成筒壁的反向弯曲力仍按式上式进行计算: 拉深初期凸模圆角处的弯曲应力也按上式计算，即：
（4）材料流过凹模圆角时的摩擦阻力 通讨凸模圆角处危险断面传递的径向拉应力即为： 由上式把影响拉深力的因素，如拉深变形程度，材料性能，零件尺寸，凸、凹模圆角半径，压边力，润滑条件等都反映了出来，有利于研究改善拉深工艺。 拉深力可由下式求出：
（2）计算拉深次数 例如: 可知该零件要拉深四次才行 。半成品尺寸确定 （1）半成品直径 拉深次数确定后，再根据计算直径 应等于 的原则对各次拉深系数进行调整，使实际采用的拉深系数大于推算拉深次数时所用的极限拉深系数。
图4.2.3 锥形凹模
1-首次拉深； 2-二次拉深图 4.2.4 首次拉深与二次拉深的拉深力
4.2.3无凸缘圆筒形拉深件的拉深次数和工序件尺寸的计算 试确定如下图所示零件(材料08钢，材料厚度 =2mm)的拉深次数和各拉深工序尺寸。 计算步骤如下：1.确定切边余量 根据 ，查教材表4.2.1，并取： 。2.按教材表4.2.3序号1的公式计算毛坯直径
3.确定拉深次数 ⑴ 判断能否一次拉出 对于图示的零件，由毛坯的相对厚度： 从表 4.2.4中查出各次的拉深系数 ： =0.54， =0.77， =0.80， =0.82。则该零件的总拉深系数 。 即 ： ，故该零件需经多次拉深才能够达到所需尺寸。
2.拉裂 拉深后得到工件的厚度沿底部向口部方向是不同的(如图4.1.9) 防止拉裂: 可根据板材的成形性能，采用适当的拉深比和压边力，增加凸模的表面粗糙度，改善凸缘部分变形材料的润滑条件，合理设计模具工作部分的形状，选用拉深性能好的材料。3.硬化 拉深是一个塑性变形过程，材料变形后必然发生加工硬化，使其硬度和强度增加，塑性下降。 加工硬化的好处是使工件的强度和刚度高于毛坯材料，但塑性降低又使材料进一步拉深时变形困难。
拉深模试模的常见缺陷、产生原因及调整方法
拉深模试模的常见缺陷、产生原因及调整方法试冲的缺陷产生原因调整方法制件起皱①压边力太小或不均②凸、凹模间隙太大③凹模圆角半径太大④板料太薄或塑性差①增加压边力或调整顶件杆长度、弹簧位置②减小拉深间隙③减小凹模圆角半径④更换材料制件破裂或有裂纹①压料力太大微信公众号：hcsteel②压料力不够，起皱引起破裂③毛坯尺寸太大或形状不当④拉深间隙太小⑤凹模圆角半径太小⑥凹模圆角表面粗糙⑦凸模圆角半径太小⑧冲压工艺不当⑨凸模与凹模不同心或不垂直⑩板料质量不好①调整压料力②调整顶杆长度或弹簧位置③调整毛坯形状和尺寸④加大拉深间隙⑤加大凹模圆角半径⑥修整凹模圆角，降低表面粗糙度⑦加大凸模圆角半径⑧增加工序或调换工序⑨重装凸、凹模⑩更换材料或增加退火工序，改善润滑条件制件拉①毛坯尺寸太大①减小毛坯尺寸深高度太大②拉深间隙太小③凸模圆角半径太大②整修凸、凹模，加大间隙③减小凸模圆角半径制件壁厚和高度不均①凸模与凹模间隙不均匀②定位板或挡料销位置不正确③凸模不垂直④压料力不均⑤凹模的几何形状不正确①重装凸模和凹模，使间隙均匀一致②重新修整定位板及挡料销位置，使之正确③修整凸模后重装④调整托杆长度或弹簧位置⑤重新修整凹模制件底面不平①凸模或凹模（顶出器）无出气孔②顶出器在冲压的最终位置时顶力不足③材料本身存在弹性①钻出气孔②调整冲模结构，使冲模达到闭合高度时，顶出器处于刚性接触状态③改变凸模、凹模和压料板形状制件表面拉毛①拉深间隙太小或不均匀②凹模圆角表面粗糙值大③模具或板料不清洁④凹模硬度太低，板料有黏附现象⑤润滑油质量太差①修整拉深间隙②修光凹模圆角③清洁模具及板料④提高凹模硬度，进行镀铬及氮化处理⑤更换润滑油。
五金拉深模具常见问题产生原因和解决方法
一、五金拉深模具常见问题产生原因和解决方法凸模肩部相应部位裂纹，由于材料的强度不够，当拉深载荷达到材料破断载荷时就会发生此缺陷。
缺陷部位产生于凸模肩R相应的部位（rp处），即比冲撞痕线更接近rp的部分。
破裂部分的冲撞痕线，因与其他部位不同，可以对下面几种情况进行观察检查：或者被延展；或者在凸缘的上下面有发亮的部分；或者产生折皱。
另外，在侧壁上有时也有发亮的部分。
初期横向破裂，呈舌状。
原因及消除方法：（1）制品形状。
①拉深深度过大。
目前，圆筒、方筒深拉深的极限是在设计阶段确定的。
从而，在极限附近进行拉深时，要用表面光洁、平整的材料，综合模具配合和研磨，加工润滑油，缓冲压力，压力机精度等现场条件，进行试验拉深。
②凸模半径（rp）过小。
a将rp修正到适当值。
b图纸上的rp过小时，首先按适当值进行拉深，然后再增加一道工序，成形所需尺寸。
③凹模尺寸（rd）过小。
a将rd修正到适当值。
b图纸上的rd过小时，首先用适当rd值进行拉深，然后再增加一道工序，成形到所需尺寸。
④方筒的角部半径（rc）过小。
a将拉深深度减小；b多增加一道拉深工序；c换成更高级的材料；d将板料厚度增加。
（2）冲压条件。
①压边力过大。
压边力过大时，在凸缘面上不会发生起皱。
防皱压板面粗糙度，模具配合，间隙，rp，rd，加工油的种类和涂敷条件，缓冲销造成的压边力分布等，都影响防皱压力。
如果有关拉深的上述这些条件都合适的话，压边力就会下降，在起皱之前，不会发生破裂。
压边力过大时，由于凸缘面会全面发亮，所以很容易判断。
②润滑不良。
拉深加工与润滑有极为密切的关系，特别是包含有减薄拉深加工时，必须控制制品温度的升高。
如果是条件好的拉深加工，润滑油的选择不成什么问题；条件不好的拉深加工，如果润滑油选择不当，就会引起破裂。
③毛坯形状不良。
在试拉深阶段，决定毛坯形状是重要的工作之一。
必须将毛坯形状限制在最小尺寸。
当用方形毛坯进行圆筒拉深时，极限拉深率为0.58左右。
汽车顶盖后横梁拉延成形与模具设计
汽车顶盖后横梁拉延成形与模具设计［摘要］汽车顶盖后横梁是汽车中的重要部件，属于覆盖件，其有较高的要求，因此，对汽车后顶盖横梁拉延成形分析及模具设计进行研究有着非常重要的现实意义。
本篇文章，首先对汽车顶盖后横梁拉延成形作了分析，然后对其的拉延模具设计作了简析。
［关键词］汽车顶盖后横梁；拉延成形工艺；模具设计引言汽车顶盖后横梁属于较大的覆盖件且其构成也比较复杂，对其有较高的质量要求，因此，分析其拉延成形和模具设计有着重要的现实意义。
1汽车顶盖后横梁拉延成形分析1.1汽车顶盖后横梁成形工艺简析汽车顶盖后横梁的尺寸一般为九百毫米乘二百毫米乘八十毫米。
应用的材料一般为BLC冷轧钢板。
其经三道工序：拉延、冲孔修边以及整形冲孔成形，适中的深度、较小的尺寸是拉延件结构的特点，仅采用单动拉延模具就可满足拉延件的成形要求。
假是中间部分和边缘部分有高度差存在，且在其试制中拉延件边缘会有不足拉深以及皱起的现象出现的拉深浅覆盖制件。
这就要求在进行模具工艺的优化工作时，要对其参数、润滑以及压边力这三方面的因素有较深层次的考虑。
应该对严重影响模具皱起效果的拉严筋对材料的流动现象加以关注。
1.2汽车顶盖后横梁拉延方向确定冲压工序的后续方案、产品的最终质量以及利用材料效率的高低都是由拉延的方向所决定的。
选择冲压负角最小的方向作为拉深的方向，这可最好的保障：第一，可使毛坯状的板料在与凸模最初始接触中保持最小的相对滑动幅度；第二，拉深板料的时候，可保持板料变形在最大程度上的均匀分布；第三，结束拉延之后，可保持凹摸和凸模的完全贴合[1]。
1.3汽车顶盖后横梁压面料与工艺补充部分的设计采用钣金内部填充工艺与拉深补充工艺将过渡性的材料添加到产品的翻边部分，才能成功拉深出合乎规格的零件，这主要是进行了工艺补充。
进行对存在于拉延部件和压料面间起过渡作用的工艺补充面的设计时，根据产品的具体形状，可对展开翻边的位置和预留切边的空间进行综合性的考虑，为了达到使毛坯拉深条件增大的目的，最终使成形的效果更好，可把零件整体轮廓的修边线向外延展三十毫米到五十毫米不等的距离。
拉深成形的基本原理及变形过程分析
2．回弹
拉深成形的基本原理及变形过程分析
四、拉深过程中零件的变形特点
3.厚度与硬度的变化
拉深成形的基本原理及变形过程分析
四、拉深过程中零件的变形特点
4.起皱 （1）起皱机理与类型 起皱的主要原因是压缩失稳，周向压缩应力并不是引起皱折的唯一原因。 皱折的产生受到诸多因素影响，如拉深系数、板料相对厚度、模具结构类型与 几何参数、润滑状态和材料硬化指数等。 起皱的条件和皱折的大小主要决定于变形程度和板料抗压失稳刚度。变 形程度用拉深系数表示，板料的抗压失稳刚度可用板料的相对厚度（to/Do） 来表示。 根据皱折出现的部位不同，起皱有外皱和内皱之分。外皱指出现拉深件 凸缘外区的皱折。内皱指出现在凸模与凹模之间悬空部分材料上的皱折。
拉深成形的基本原理及变形过程分析
四、拉深过程中零件的变形特点
起皱
（a）外皱 （b）内皱 外皱和内皱
拉深成形的基本原理及变形过程分析
四、拉升过程中零件的变形特点
（2）防皱措施 1）固定压边圈
拉深成形的基本原理及变形过程分析
四、拉升过程中零件的变形特点
2）弹性压边圈
拉深成形的基本原理及变形过程分析
二、拉深成形的过程
1.局部变形阶段 2.主要变形阶段 3.推件阶段
拉深成形的基本原理及变形过程分析
三、筒形件拉深成形时材料的变形分析
1.凸缘区——主变形区 2.凹模圆角区——过渡区 3.筒壁区——传力区 4.凸模圆角区——过渡区 5.筒底区——不变形区
拉深成形的基本原理及变形过程分析
四、拉深过程中零件的变形特点
拉深成形的基本原理及变 形过程分析
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拉深成形的基本原理
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拉深成形的过程
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